DE69826905T2

DE69826905T2 - Hin- und hergehendes Sägeblatt und seine Zahnkonfiguration

Info

Publication number: DE69826905T2
Application number: DE1998626905
Authority: DE
Inventors: Jr. Lloyd W. Wausau Brandenburg
Original assignee: Fiskars Brands Inc
Current assignee: Fiskars Brands Inc
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2018-01-29
Also published as: CA2228087C; EP0856373B1; EP0856373A2; GB9801663D0; DE69826905D1; US5848473A; CA2228087A1; GB2321618A; GB2321618B; KR100411944B1; AU725088B2; TW370478B; CN1080613C; EP0856373A3; AU5278398A; CN1198979A; KR19980070874A

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Sägeblätter. Insbesondere betrifft die Erfindung Sägeblätter, bei denen die Schneidzähne einen speziellen Aufbau haben, um die typischerweise durch den Schneidvorgang erzeugten Vibrationen zu reduzieren, und dadurch das Empfinden und den Benutzungskomfort zu verbessern.
Hintergrund der Erfindung
Im Bereich der per Hand und der angetrieben hin- und hergehenden Sägeblätter ist es bekannt, sehr aggressive Sägen zu entwerfen (d. h. Sägen, die tief mit jedem Zug in das zu sägende Material eindringen), die Schneidzähne verwenden, die jeweils mit drei oder mehr sich schneidenden Winkelflächen gearbeitet sind. Obwohl diese aggressiven Sägen sich effektiv durch das Material schneiden, erfordert die aggressive Zahngestaltung typischerweise relativ hohe Kraftspitzen, die im Bereich geringer Geschwindigkeit jedes Zugs auftreten (d. h. um den Unkehrpunkt der hin- und hergehenden Bewegung und insbesondere während eines Anfangsabschnitts jedes Sägezugs). Solche Kraftspitzen können eine grobe Blattbeschleunigung im Niedriggeschwindigkeitsbereich, ein schlechtes dynamisches „Sägegefühl" erzeugen und auch die Schneideeffizienz reduzieren.
Das US-Patent 4,590,890 sieht ein Sägeblatt mit einer Reihe dreieckiger Sägezähne vor, wobei jeder Zahn eine Schneidkante und eine Rückseitenkante aufweist, die durch eine scharfe Kante mit einem Schneidewinkel verbunden sind, der hinter der vorderen Schneidekante sich verjüngt. Die Schneidwinkel der Schneidkanten verringern sich progressiv vom vorderen zum hinteren Ende. Zusätzlich können die Zähne aus einer Kombination von seitlich vorstehenden Zähnen und geraden Zähnen gebildet sein.
Im Licht des vorhergehenden erscheint es wünschenswert, ein Sägeblatt vorzusehen, das die mit herkömmlichen Gegenständen dieser Art verbundenen Nachteile mindern kann. D. h. es erscheint wünschenswert, ein Blatt vorzusehen, bei dem die Zähne so ausgebildet sind, dass sie die Blattbeschleunigung glättet, insbesondere um den Umkehrpunkt der hin- und hergehenden Bewegung, um das Empfinden und den Benutzungskomfort zu verbessern, ohne wesentlich die Effektivität des Blatts zu beeinträchtigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein hin- und hergehendes Sägeblatt mit einem langgestreckten Element vorgesehen, das eine im wesentlichen flache rechte und linke Seite, ein Aufnahmeende und eine äußere Endspitze, eine Rückenkante und eine davon beabstandete Schneidkante sowie eine Mehrzahl von alternierenden und einander gegenüberstehenden Schneidzähnen aufweist, wobei jeder Schneidzahn ein Paar geneigter Flanken hat, die von einer der Seiten wegragen und sich entlang einem Scheitel des sich zu einer Spitze erstreckenden Zahns schneiden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidzähne eine Mehrzahl an Niedriggeschwindigkeitszähnen, die sich über eine festgelegte Strecke von einem Ende zum anderen Ende erstrecken, und eine Mehrzahl an Hochgeschwindigkeitszähnen umfassen, die sich von den Niedriggeschwindigkeitszähnen zum anderen Ende erstrecken und im wesentlichen die gleiche Höhe haben, wobei jede Spitze der Hochgeschwindigkeitszähne eine erste Zahnspitzenfluchtlinie berührt und eine dritte geneigte Flanke aufweist, die unter einem Neigungswinkel relativ zu der ersten Zahnspitzenfluchtlinie liegt, wobei jede Spitze der Niedriggeschwindigkeitszähne eine dritte geneigte Flanke aufweist, die unter einem Winkel relativ zu der ersten Zahnspitzenfluchtlinie liegt, der geringer ist als jeder der Neigungswinkel.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht eine hin- und hergehende Säge vor, die einen Handgriff und das Blatt aufweist. Das Blatt umfasst eine Mehrzahl von Zähnen, die für Hübe mit niedriger Geschwindigkeit gestaltet sind und sich von einem Ende zum anderen Ende des Blatts erstrecken, und eine Mehrzahl von Zähnen, die für Hübe mit im Verhältnis höherer Geschwindigkeit gestaltet sind und sich von dort zum anderen Ende des Blatts erstrecken.
Andere Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung deutlich. Es sollte jedoch klar sein, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Ausführungsbeispiele nur zu Erläuterungszwecken gegeben werden, da aus dieser detaillierten Beschreibung verschiedene Änderungen und Modifizierungen innerhalb der Idee und des Schutzbereiches der Erfindung für den Fachmann deutlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen und:
1 eine rechtsseitige Ansicht einer Zugtyp-Säge in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist,
1A eine Ansicht eines Teilstücks einer alternativen Endspitze für das Sägeblatt der 1 ist,
2 eine vergrößerte Ansicht eines Teilstücks des Sägeblatts der 1 ist,
3 eine Querschnittsansicht des Sägeblatts der 2 ist entlang der in 2 dargestellten Linie 3-3,
4 eine vergrößerte, linksseitige Ansicht eines Teilstücks des Sägeblatts der 2 ist, mit dem Blatt in umgekehrter Position dargestellt,
5L–8L und 5R–8R jeweils isometrische Ansichten des Spitzenabschnitts der linken und rechten Zähne des Sägeblatts der 4 sind,
9 eine schematische Darstellung einer Aufsicht des Sägeblatts der 4 ist,
10 eine vergrößerte, linksseitige Ansicht eines Zahns relativ zu einem X-Y-Koordinatensystem ist,
11 in Aufsicht eine linksseitige Perspektivansicht des Zahns der 10 relativ zu einem X-Z-Koordinatensystem ist,
12–14 vergrößerte, linksseitige Ansichten der erfindungsgemäßen gewinkelten Zahnspitzen sind,
15 eine Querschnittsansicht eines Teilstücks der Zahnspitze der 14 ist entlang der in 14 dargestellten Linie 15-15,
16 eine diagrammartige Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sägeblatts ist,
17 eine rechtsseitige Ansicht eines Sägeblatts entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
18 eine vergrößerte Ansicht eines Teilstücks des Sägeblatts der 17 ist, mit dem Sägeblatt in umgekehrter Position dargestellt,
19 eine schematische Darstellung des Sägeblatts der 18 von oben ist,
20 eine graphische Darstellung der Ungleichförmigkeit und der zeitgleichen Schneidkraft ist, die bei einem unveränderten Sägeblatt erzeugt werden,
21 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Graphen der 20 ist, der die Schneidkraft darstellt,
22 eine graphische Darstellung der Schneidgeschwindigkeit zeitgleich zu dem Schneidkraftgraphen der 21 ist,
23 eine graphische Darstellung der Ungleichförmigkeit und der gleichzeitigen Schneidkraft ist, die bei einem erfindungsgemäß modifizierten Sägeblatt erzeugt werden,
24 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Graphen der 23 ist, der die Schneidkraft darstellt,
25 eine graphische Darstellung der Schneidgeschwindigkeit des modifizierten Sägeblatts zeitgleich zu dem Schneidkraftgraphen der 25 ist und
26 ein Vergleichsgraph der Schneidgeschwindigkeitskurven die jeweils bei den unveränderten und veränderten, in den 22 und 25 dargestellten Sägeblättern gebildet werden.
Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Sägeblätter mit Zähnen mit besonderen Spitzenprofilen, um das Vibrationsausmass zu vermindern, das durch den Schneidvorgang verursacht wird.
Mit Bezug auf die 1 und 2 weist ein Sägeblatt 10 zum Holz schneiden oder ähnlichem ein längsgestrecktes Metallblatt 12 auf, an dem an einem Ende durch eine Schraube 16 ein Handgriff 14 angebracht ist. Der Handgriff 14 kann ein kurzer Griff oder ein Ende eines relativ langen Stabes sein. Die Säge 10 ist eine Zugtyp-Säge, das bedeutet eine Zugbewegung des Blattes 12 über oder durch das Holz bildet den vorrangigen Durchschneidvorgang (oder Schneidvorgang). Jedoch ebnet, wie unten beschrieben wird, das Blatt währen der Umkehrbewegung (d. h. wenn das Blatt 12 durch den Schnitt zurückgeschoben wird) die Seiten des Schnitts, was einen saubereren Schnitt ergibt. Dem Durchschnittsfachmann wird klar sein, dass die vorliegende Erfindung ähnlich bei einer Schiebetyp-Säge (d. h. einer Säge, bei der der vorrangige Schneidvorgang durch das Wegdrücken von dem Benutzer erzeugt wird) verwendet werden kann, einfach durch Umdrehen der Zahnrichtung.
Das Blatt 12 hat grundsätzlich ebene rechte und linke Seiten 18, 20, ein Aufnahmeende 22 entgegengesetzt zu einer äußeren Endspitze 24, eine langgestreckte Rückenkante 26 gegenüberliegend zu einer langgestreckten Schneidkante (oder Zahnkante) 28. Wie am besten in der 5 zu sehen, laufen die rechte und linke Seite 18, 20 geringfügig von der Schneidkante 28 zu der Rückenkante 26 zusammen, wodurch das Blatte 12 eine reibungsvermindernde Verjüngung erhält.
Die Schneidkante 28 umfasst eine Mehrzahl an Schneidzähnen 30, die in eine Mehrzahl von Niedriggeschwindigkeitshub-Zähnen 32 und eine Mehrzahl von Hochgeschwindigkeitshub-Zähnen 34 gruppiert sind. Die Niedriggeschwindigkeitszähne 32 erstrecken sich über eine festgelegte Distanz vom Aufnahmeende 22 Richtung Endspitze 24, und die Hochgeschwindigkeitszähne 34 erstrecken sich von den Niedriggeschwindigkeitszähnen 32 zur Endspitze. Dadurch sind die Niedriggeschwindigkeitszähne entlang der Schneidkante 28 angeordnet, um das Holz während eines Abschnitts des Sägehubs zu schneiden, in dem sich das Blatt 12 relativ langsam bewegt (wie weiter unten mit Bezug auf die 22–25 erläutert wird). Bevorzugt haben die Schneidzähne 30 im wesentlichen die gleiche Höhe und Spitzen, die eine Zahnspitzenfluchtlinie (38) berühren. Eine Kerbe 40 ist zwischen jedem Paar benachbarter Schneidzähne 30 ausgebildet, wobei der Grund jeder Kerbe 40 im wesentlichen eine Zahnfußfluchtlinie 42 berührt. Die Zahnfußfluchtlinie 42 ist zweckmäßig im wesentlichen parallel zu der Zahnspitzenfluchtlinie 38. Die Kerben zwischen den Niedriggeschwindigkeitszähnen 32 haben bevorzugt eine Aufnahmefähigkeit zum Wegführen von Schneidmaterial ähnlich den Kerben zwischen den Hochgeschwindigkeitszähnen 32.
Obwohl keine irgendwie geartete Beschränkung damit beabsichtigt ist, werden nun einige spezielle Abmessungen der Säge 10 zu Erläuterungszwecken diskutiert. Die Säge 10 ist eine Holzsäge, bei der sich die Schneidzähne 30 über 6 Inch entlang der der Schneidkante 28 erstrecken, wobei jede Kerbe 40 eine Tiefe von ungefähr ¼ Inch hat. Die neun dem Aufnahmeende 22 nächstgelegenen Zähne bilden die Niedriggeschwindigkeitszähne, während die verbleibenden 22 Zähne die Hochgeschwindigkeitszähne bilden. Dementsprechend nehmen die Niedriggeschwindigkeitszähne einer zu der Säge 10 ähnlichen Holzsäge ungefähr 15% bis 35% und bevorzugt 25% der Gesamtzahl der Schneidzähne ein.
Jedoch kann der erfindungsgemäße Gesamtaufbau des Blatts 12 abhängig von der Verwendung variieren. Beispielsweise kann das Verhältnis der Niedriggeschwindigkeitszähne sich abhängig von Faktoren wie der Verwendung, für die die Säge vor allem entworfen wurde, der zu schneidenden Materialart und, ob die Säge eine Hand- oder Motorsäge ist, um nur ein paar zu nennen, ändern. Zusätzlich würden selbstverständlich für eine Schiebetyp-Säge die relativen Positionen der Niedriggeschwindigkeitszähne und der Hochgeschwindigkeitszähne umgedreht.
Weiter können für eine Schiebetyp-Säge Niedriggeschwindigkeitszähne sowohl an dem Aufnahmeende als auch der Endspitze vorgesehen sein. Schließlich kann bei bestimmten Anwendungen (beispielsweise bei Baumschneidesägen), bei denen die Säge am Ende eines langen Stabes angebracht ist, ein Spitzenbereich 24' eines Sägeblatts 12' ohne jede Zähne ausgebildet sein (siehe 1A). D. h. der Spitzenbereich sieht ein Blatt 12' und eine Schneidkante 28' hierzu mit einer nicht gezahnten Längserweiterung vor. Dieser „nicht gezahnte" Bereich (im wesentlichen eine freibleibende Kante) hilft dem Benutzer, der typischerweise ein gutes Stück entfernt von dem zu schneidenden Ast steht, dabei, das Blatt in dem Schnitt zu halten. Dies wiederum vermindert die Wahrscheinlichkeit, versehentlich das Sägeblatt durch Anstoßen gegen einen Ast oder dergleichen bei dem Versuch zu verbiegen, das Blatt in den Schnitt wieder einzuführen.
Mit Bezug auf die 4–9 werden nun die Niedriggeschwindigkeitszähne 32 und die Hochgeschwindigkeitszähne 34 näher beschrieben. Wenn diese Figuren betrachtet werden, sollte bedacht werden, dass das Blatt 12 in umgekehrter Ausrichtung zu seinem normalen Gebrauch (und zu der Ausrichtung in den 1–3) dargestellt ist, mit den Zähnen in einer Darstellung die nach oben zeigt, um die Zähne 32, 34 besser darzustellen. Aus ähnlichen Gründen ist das Blatt 12 in der 9 schematisch dargestellt, d. h. einige Abmessungen können überzeichnet und einige Details aus Erläuterungszwecken weggelassen sein.
Die Niedriggeschwindigkeitszähne 32 weisen eine Reihe von alternierenden und einander gegenüberstehenden rechten und linken Zähnen 44L, 46R, 48R, 50L, 52R und 54L auf ( die Bezeichnungen L und R werden hier benutzt, um anzuzeigen, ob der Zahn im wesentlichen von der jeweils linken oder rechten Seite des Blattes vorragt). Ähnlich weisen die Hochgeschwindigkeitszähne 34 eine Reihe von alternierenden und einander gegenüberstehenden rechten Zähnen 56R und linken Zähnen 58L auf.
Jeder rechte Zahn 46R, 48R, 52R, 56R hat eine im wesentlichen dreieckige Hauptflanke 46A, 48A, 52A, 56A (siehe 2), die im wesentlichen planparallel mit der rechten Seite 18 des Blatts 12 ist. Der rechte Zahn 46R, 48R, 52R, 56R hat auch eine kleinere, im wesentlichen dreieckige zweite Flanke 46B, 48B, 52B, 56B (siehe 4) die im wesentlichen planparallel mit der linken Seite 20 des Blatts 12 ist. Zusätzlich hat jeder rechte Zahn 46R, 48R, 52R, 56R ein Paar geneigter Flanken (46C, 46D), (48C, 48D), (52C, 52D), (56C, 56D), die von der dreieckigen Hauptflanke 46A, 48A, 52A, 56A zu der dreieckigen zweiten Flanke 46B, 48B, 52B, 56B zusammenlaufen und sich entlang einem Scheitel (46E, 48E, 52E, 56E) schneiden. Geneigte Flanken 46C, 48C, 52C, 56C bilden Schneidflanken, die Holz von den Seiten und dem Grund des Schnitts während der Hubbewegung schaben (oder Fräsen). Weiter bilden geneigte Flanken 46D, 48D, 52D, 56D Glättflanken, die den Schnitt während der Schiebbewegung weiter glätten.
Es ist bemerkenswert, dass das Blatt 12 Holz aus einem Schnitt vorrangiger durch Fräsen und Glätten, als durch Trennen und Reißen entfernt, wie es bei herkömmlichen aggressiven Blättern geschieht. Dies ist ein Ergebnis der sehr genauen Steuerung der Mikroschärfe der Schneide- und Glättflanken (und insbesondere des Mikroradius entlang einer Schneidkante jedes Zahns, der durch das sich Schneiden jeder Schneidflanke und der dreieckigen Hauptfläche gebildet wird), ebenso wie der präzisen Verjüngung der Blattdicke. Der sich ergebende Schnitt ist sehr glatt und verursacht wenig Materialschädigungen, typischer für ein weniger aggressives Blatt.
Ähnlich, aber entgegengesetzt zu den oben beschriebenen rechten Zähnen, hat jeder linke Zahn 44L, 50L, 54L, 58L eine im wesentlichen dreieckige Hauptflanke C (siehe 4), die im wesentlichen planparallel mit der linken Seite 20 des Blatts 12 ist, eine kleinere, im wesentlichen dreieckige zweite Flanke 44B, 50B, 54B, 58B (siehe 2) die im wesentlichen planparallel mit der rechten Seite 18 des Blatts 12 ist. Zusätzlich hat jeder linke Zahn 44L, 50L, 54L, 58L ein Paar geneigter Flanken (44C, 44D), (50C, 50D), (54C, 54D), (58C, 58D), die von der dreieckigen Hauptflanke 44L, 50L, 54L, 58L zu der dreieckigen zweiten Flanke 44B, 50B, 54B, 58B zusammenlaufen und sich entlang einem Scheitel (44E, 50E, 54E, 58E) schneiden.
Die detaillierten Spitzenprofile der Niedrig- und Hochgeschwindigkeitszähne 32 sind am besten mit Bezug auf die isometrischen Darstellungen der 5R–5L in Kombination mit der schematischen Darstellung der 9 zu verstehen. Selbstverständlich muss der Blickwinkel, aus dem die Ansichten aufgenommen sind, klar sein. Daher erläutern die 10 und 11 einen Zweistufenprozess, um die richtige Blickrichtung zu erhalten. Zu Beginn zeigt 10 einen anfänglichen Blickwinkel-Punkt 60 im Verhältnis zu einer linksseitigen Aufsicht eines Umrisses des Zahns 56R (d. h., dieselbe Ausrichtung wie in 4). Aus dem Blickwinkel-Punkt 60 ist die Sichtlinie um ca. 45° nach oben von der X-Achse angehoben (wie durch den angedeuteten Pfeil 62 angezeigt), zu einem erhöhten Blickwinkel-Punkt 64 mit einer Sichtlinie 65. Von dem Punkt 64 ist die Sichtlinie sodann um ca. 45° nach rechts gedreht (d. h. aus der X-Y-Ebene heraus, wie durch den angedeuteten Pfeil 66 gezeigt), um einen endgültigen, obigen, linksperspektivischen Blickwinkel-Punkt 68 mit einer Sichtlinie 69 zu erhalten, auf der die in den 5R–5L dargestellten Ansichten aufgenommen sind.
Mit Bezug zurück auf die 5R–5L und 9 umfasst nun jeder Hochgeschwindigkeitszahn eine oberste geneigte Flanke 56F, 58F, die jedes Paar an geneigten, zusammenlaufenden Flanken (56C, 56D), (58C, 58D) schneidet, um mit jedem Zahn 56R, 58L einen Winkel zu bilden und auf diesem eine Hochgeschwindigkeits-Dreieckspitzenflanke zu bilden. Ähnlich umfasst jeder Niedriggeschwindigkeitszahn 44L, 46R eine geneigte Flanke 44G, 46G, die jedes Paar an geneigten, zusammenlaufenden Flanken (44C, 44D), (46C, 46D) schneidet, um mit jedem Zahn 44L, 46R einen Winkel zu bilden und auf diesem eine Niedriggeschwindigkeits-Dreieckspitzenflanke zu bilden. Schließlich umfasst jeder Niedriggeschwindigkeitszahn 48R, 50L, 52R, 54L zwei geneigte Flanken (48F, 48G), (50F, 50G), (52F, 52G), (54F, 54G), die zusammen jedes Paar an geneigten, zusammenlaufenden Flanken (48C, 48D), (50C, 50D), (52C, 52D), (54C, 54D) schneiden, um einen Winkel mit jedem Zahn 48R, 50L, 52R, 54L zu bilden und auf diesem eine Niedriggeschwindigkeits-Dreieckspitzenflanke zu bilden. Wesentlich und wie nachfolgend weitergehend beschrieben wird hat jede geneigte Flanke 44G, 46G, 48G, 50G, 52G, 54G der Niedriggeschwindigkeitszähne 32 einen kleineren Winkel zur Zahnspitzenfluchtlinie 38 als jede geneigte Flanke 48F, 50F, 52F, 54F, 56F, 58F der Niedrig- und Hochgeschwindigkeitszähne 32, 34. Anders ausgedrückt, die „G" Zahnspitzenflanken sind flacher oder lotrechter zu der hin- und hergehenden Sägebewegung als die „F" Zahnspitzenflanken. Zusammengenommen bilden die „F" und „G" Flanken auf jedem Zahn eine Spitze, mit den „G" Flanken als höchste ebene Fläche auf den Niedriggeschwindigkeitszähnen und den „F" Flanken als höchste ebene Fläche auf den Hochgeschwindigkeitszähnen.
Sich den 12–14 zuwendend, können die Spitzenprofile der Zähne 52R, 48R und 46R (die Niedriggeschwindigkeitszähne) leicht mit den Spitzenprofilen der Zähne 56R (den Hochgeschwindigkeitszähnen) verglichen werden. Die geneigte Flanke 52F ist um einen Winkel α° gegen die Fluchtlinie 38 (siehe 12), die geneigte Flanke 48F um einen Winkel β° gegen die Fluchtlinie 38 (siehe 13) und die geneigte Flanke 56F um einen Winkel γ° gegen die Fluchtlinie 38 geneigt (siehe 14). Bevorzugt ist der Winkel β° (der Flanke 48F) kleiner als der Winkel α° (der Flanke 52F), mit den Winkeln der verbleibenden geneigten Niedriggeschwindigkeitsflanken 50F, 54F in Bezug auf die Fluchtlinie 38 in Abfolge angepasst (z.B. die geneigte Flanke 50F ist bevorzugt horizontaler als die geneigte Flanke 52F). Der Winkel γ° (und die Neigungswinkel der verbleibenden Hochgeschwindigkeitsflanken „F" gegen die Fluchtlinie 38) ist bevorzugt etwas kleiner als die Neigungswinkel α°, β°, weil den Hochgeschwindigkeitszähnen die zusätzlich verstärkende Dicke aufgrund der relativ flachen Niedriggeschwindigkeitsflanken „G" fehlt. Die Neigungswinkel α°, β° und γ° (und die Neigungswinkel für die verbleibenden „F" Flanken) können alle gleich sein, liegen jedoch bevorzugt zwischen ca. 25° und 35° und haben die oben beschriebenen Verhältnisse (zueinander). Bevorzugt beträgt der Winkel γ° ungefähr 30° für das dargestellte Holzsägeblatt.
Wie aus den 14 und 15 klar wird, haben die geneigten Flanken 52G, 48G, 46G kleinere Winkel zu der Spitzenfluchtlinie 38 als die oben diskutierten Winkel wie etwa die zwischen den geneigten Flanken 52F, 48F, 56F in Bezug zu der Fluchtlinie 38. Die geneigten Flanken 52G, 48G und 46G haben einen Neigungswinkel θ₁° in Bezug auf die Zahnspitzenfluchtlinie 38 und einen Neigungswinkel θ₂° in seitlicher Richtung. Die Neigungswinkel θ₁° und θ₂° sind viel kleiner als die Winkel α°, β° und γ°, so etwa zwischen ca. 0° und 5° und bevorzugt zwischen ca. 1° und 2°. Bei dem dargestellten Holzblatt betragen die Winkel θ₁° und θ₂° jeweils ca. 2°. Dementsprechend bilden die geneigten Flanken 52G, 48G und 46G das Eindringen des Zahns begrenzende Dreiecksflanken auf den Niedriggeschwindigkeitszähnen 52R, 48R und 46R. Die linken Niedriggeschwindigkeitszähne 44L, 50L und 54L weisen selbstverständlich ähnliche, das Eindringen des Zahns begrenzende Dreiecksflanken auf.
Mit Bezug auf die 16 wird nun ein Verfahren zur Herstellung des Sägeblatts 12 beschrieben. Anfangs wird ein vorgeformter Diamantenrollschneider 70 verwendet, um eine Mehrzahl von profilierten umlaufenden Rippen 72 auf einer zylindrischen Schleifscheibe 74 zu formen. Während des Formens der Rippen 72 werden der Diamantrollschneider 70 und die Schleifscheibe 74 relativ zueinander in Drehung gehalten (in die gleiche Richtung), mit einer Oberflächengeschwindigkeit des Schneiders 70 von 80% der Oberflächengeschwindigkeit der Schleifscheibe 74. Die Schleifscheibe 74 ist bevorzugt eine AlO₂ Sinterschleifscheibe.
Ein Vorprofil 76 (Profil bedeutet im wesentlichen einen Umfang des Blatts vor dem Schleifen der Zähne), das zum Schleifen geeignet ist, wird durch bekannte Verfahren hergestellt. Das Vorprofil 76 ist ein im wesentlichen flacher, langgestreckter Körper aus Metall mit einem Aufnahmeende 78, einer Endspitze 80, einer langgestreckten Rückenkante 82 und einer langgestreckten Schneidkante 84. Das Vorprofil 76 wird innerhalb eines Fachs einer beweglichen Spannvorrichtung (nicht dargestellt) so gesichert, dass es mit der Endspitze 80 näher an der Achse 86 des Schleifrads 74 als das Aufnahmeende 78 ist. Bevorzugt ist das Vorprofil 76 unter einem Winkel von 45° zur Achse 86 orientiert. Die Spannvorrichtung wird dann an das Schleifrad 74 in einer Richtung senkrecht zur Achse 86 herangeschoben, um eine Mehrzahl beabstandeter Rillen 88 entlang der Schneidkante 84 zu schleifen (oder zu fräsen). Das Vorprofil 76 wird dann gedreht, so dass das Aufnahmeende 78 näher an der Achse 86 ist (wieder bevorzugt mit dem Vorprofil 76 unter 45° zu der Achse 86) und das Vorprofil 76 wird dann in Längsrichtung um eine Strecke des halben Abstands zwischen zwei nebeneinanderliegenden Rillen 88 verschoben. Die Spannvorrichtung mit dem Vorprofil 76 wird wieder zu dem Schleifrad 74 verschoben, um eine Mehrzahl alternierender und einander gegenüberstehender Schneidzähne mit dem oben beschriebenen Aufbau zu schleifen. Der Diamantenrollschneider 70 kann selbstverständlich periodisch benutzt werden, um die umlaufenden Rillen 72 auf dem Schleifrad 74 zu reprofilieren.
Sich den 17–19 zuwendend, wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sägeblatts 100 beschrieben, das mit Schneidzähnen 102 versehen ist, die eine Mehrzahl von Niedriggeschwindigkeitshub-Zähnen 104 und eine Mehrzahl von Hochgeschwindigkeitshub-Zähnen 106 umschließen. Die Beschreibung des Blatts 100 wird jedoch allgemein auf Gesichtspunkte beschränkt, die von dem oben beschriebenen (und in den 1–15 dargestellten) Blatt 12 abweichen, wobei andererseits die übrigen Gesichtspunkte im wesentlichen gleich sind. Hochgeschwindigkeitszähne 106 umfassen alternierende linke und rechte Zähne 108L, 108R, die bevorzugt im wesentlichen ähnliche Profile zu den jeweils linken und rechten Hochgeschwindigkeitszähnen 58L, 56R haben, die oben mit Bezug auf das Blatt 12 beschrieben wurden, und werden daher nicht weiter beschrieben. Jeder Hochgeschwindigkeitszahn 108L, 108R hat eine jeweilige, im wesentlichen dreieckige Spitzenkante 108F 110F, die im wesentlichen eine Zahnspitzenfluchtlinie berührt. Die Fluchtlinie 112 ist im wesentlichen parallel zu einer Zahnfußfluchtlinie 114, die an einer Mehrzahl von zwischen den Schneidzähnen 102 geformten Kerben 116 anliegt.
Die Niedriggeschwindigkeitszähne 104 umfassen eine Mehrzahl von linken Zähnen 118L, 120L, 122L, 124L, die in einer alternierenden Reihenfolge mit einer Mehrzahl von rechten Zähnen 126R, 128R, 130R, 132R, 134R angeordnet sind. Jeder Niedriggeschwindigkeitszahn 118L, 120L, 122L, 124L, 126R, 128R, 130R, 132R, 134R hat eine dreieckige Niedriggeschwindigkeitsspitzenkante 118G, 120G, 122G, 124G, 126G, 128G, 130G, 132G, 134G, die flächengleich mit einer Zahnspitzenfluchtlinie 136 ist, von der Zahnspitzenfluchtlinie 122 an einem Ort 138 zwischen den Niedriggeschwindigkeitszähnen und den Hochgeschwindigkeitszähnen 106 wegläuft. Wie aus den Figuren klar wird, weicht die Fluchtlinie 136 von der Fluchtlinie 112 um einen kleinen Winkel θ₃° ab (ungefähr zwischen 0° und 5°, und bevorzugt zwischen ungefähr 1° und 2° für das dargestellte Ausführungsbeispiel), so dass die Niedriggeschwindigkeitszähne 104 von Zahn 104R zu Zahn 126R allmählich abnehmende Höhen haben. Zusätzlich haben die dreieckigen Niedriggeschwindigkeitsspitzenkanten 134G, 124G, 132G, 122G, 130G, 120G, 128G, 118G, 126G Oberflächen, die beständig mit der Abfolge von Zähnen von Zahn 134R zu Zahn 126R abnehmen (d. h. zu einem Aufnahmeende 140 des Blatts 100).
Das Sägeblatt kann selbstverständlich durch das mit Bezug auf 16 beschriebene Verfahren hergestellt werden. Jedoch kann das Blatt 100 auch leicht durch ein alternatives Verfahren hergestellt werden, das nun beschrieben wird. Das alternative Verfahren zur Herstellung des Blatts 100 wird jedoch allgemein auf dessen Schritte beschränkt, die von dem oben beschriebenen Verfahren abweichen, wobei andererseits die verbleibenden Schritte im wesentlichen die gleichen sind. Anfangs werden die oben beschriebenen Diamantenrollschneide- und Schleifvorgänge benutzt, um ein Blatt zu erzeugen, das Niedrig- und Hochgeschwindigkeitszähne von demselben oder ähnlichem Aufbau hat (d. h. mit allen dreieckigen Spitzenkanten unter ungefähr demselben Winkel). Nachfolgend wird ein Schleifvorgang verwendet, um die Spitzen der Niedriggeschwindigkeitszähne mit dreieckigen Spitzenkanten hierauf zu versehen, die eine geringere Neigung in Bezug auf die Spitzenfluchtlinie als die originalen Spitzenkanten haben.
Experiment
Zwei Sägevorgänge wurden an einem 2'' × 2'' Fichtenbrett durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit des Blatts 100 gegenüber einem im wesentlichen identischen Blatt, aber ohne die erfindungsgemäßen Veränderungen an den Niedriggeschwindigkeitszähnen, zu bewerten. Unter allen übrigen Gesichtspunkten jedoch wurden die Bedingungen und Parameter der Bewertung im wesentlichen während der zwei Sägevorgänge gleich gehalten, wobei die wichtigsten die Zuggeschwindigkeit und der auf das Sägeblatt aufgebrachte Abwärtsdruck sind. Sich zuerst der 20 zuwendend, zeigt eine aufgezeichnete Linie 200 die Schneidkraft des unveränderten Blatts während der elf nötigen Hübe, um das Fichtenbrett durchzusägen, und eine aufgezeichnete Linie 202 die gleichzeitige Beschleunigung (d. h. Ungleichförmigkeit oder Auf-/Absprünge) bei dem unveränderten Blatt. Im Vergleich zeigt bei 23 die aufgezeichnete Linie 204 die Schneidkraft des Blatts 100, das erfindungsgemäß verändert wurde, während der zwölf erforderlichen Hübe, um das Fichtenbrett durchzusägen, und eine aufgezeichnete Linie 206 die gleichzeitige Beschleunigung (d. h. Ungleichförmigkeit oder Auf-/Absprünge) bei dem veränderten Blatt 100. Wie durch die Graphen gezeigt wird, weist das unveränderte Blatt relativ große anfängliche Schneidkraftspitzen 208 am Beginn jeder Zugbewegung auf, die einen ungleichförmigeren Zug während des Rests der Zugbewegung verursacht (wie dargestellt durch die größere Amplitude der aufgezeichneten Linie 202 im Vergleich zur aufgezeichneten Linie 206).
Eine detaillierte Ansicht eines Abschnitts der aufgezeichneten Linie 200 der 20 ist in 21 dargestellt. Im wesentlichen zeigt 21 eine anfängliche Schiebebewegung (oder Umkehrbewegung) 210 gefolgt von einer Zugbewegung 212 (oder Schneidebewegung), dann einer anderen Schiebebewegung 214 und schließlich einer anderen Zugbewegung 216. 22 zeigt eine aufgezeichnete Linie 218 der Geschwindigkeit des unveränderten Blatts in Inch/Sekunde zeitgleich zu den Schiebe- und Zugbewegungen 210, 212, 214, 216 der aufgezeichneten Linie 200.
Der relativ flache Bereich 230 zeigt einen Zeitraum an, währenddessen das Blatt im wesentlichen keine Geschwindigkeit hat, d. h. bevor die Bewegung des Blatts von einer Zugbewegung in eine Schiebebewegung umgekehrt werden kann.
Ähnlich zeigt 24 eine detaillierte Ansicht eines Abschnitts der aufgezeichneten Linie 204 mit einer anfänglichen Schiebebewegung (oder Umkehrbewegung) 220, gefolgt von einer Zugbewegung 222 (oder Schneidebewegung), dann einer anderen Schiebebewegung 224 und schließlich einer anderen Zugbewegung 226. Ebenso zeigt 25 eine aufgezeichnete Linie 228 der Geschwindigkeit des Blatts 100 in Inch/Sekunde zeitgleich zu den Schiebe- und Zugbewegungen 220, 222, 224 der aufgezeichneten Linie 204. Erkennbar zeigt der Bereich 230 nicht länger einen Zeitraum, währenddessen die Geschwindigkeit des Blatts auf Null für einen signifikanten Zeitraum herabfällt.
Wir kehren nun zurück zu 26 für einen Vergleich der Schneidgeschwindigkeiten des unveränderten Blatts (durchgezogene Linie) und Blatt 100 (gestrichelte Linie). Wie in 26 dargestellt, weist das erfindungsgemäß veränderte Blatt 100 eine erkennbar sanftere Beschleunigung und Verzögerung während eines Zugabschnitts 230 niedriger Geschwindigkeit eines jeden Zugs auf. Anders ausgedrückt wird die Schneidbewegung bei Verwendung des veränderten Blatts 100 sanfter sein, da die Geschwindigkeit im Umkehrzeitpunkt der Zugbewegung in eine Schiebebewegung im wesentlichen konstant bleibt.
Obwohl eine Auswahl an Ausführungsbeispielen hier beschrieben wurden, sollte klar sein, dass die obige Beschreibung von bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen handelt und dass die Erfindung nicht auf die speziell beschriebenen Formen beschränkt ist. Beispielsweise kann die Zahnfluchtlinie eine nach innen oder außen gebogener durchgehender Bogen sein, oder sogar eine irreguläre Form haben (anstatt gerade, wie oben dargestellt) und noch die hier beschriebenen Vorteile bieten. Zusätzlich können die Schneidzähne veränderte Formen haben, oder verschränkt sein, d. h. sich alternierend zu einer Seite und dann zur anderen Seite des Blattkörpers lehnen, anstatt planparallel zu sein, wie dargestellt. Solche anderen Konstruktionen sind nichtsdestoweniger vom Schutzbereich dieser Erfindung abgedeckt. Dementsprechend können diese und andere Ersetzungen, Modifizierungen, Änderungen und Auslassungen in der Konstruktion und der Anordnung der Elemente und in deren hier offenbarten Arbeitsweise vorgenommen werden, ohne aus dem Schutzbereich der angefügten Ansprüche zu gelangen.

Claims

Hin- und hergehendes Sägeblatt (12) mit einem langgestreckten Element, das eine im wesentlichen flache rechte und linke Seite (18, 20), ein Aufnahmeende (22) und eine äußere Endspitze (24), eine Rückenkante (26) und eine davon beabstandete Schneidkante (28) sowie eine Mehrzahl von alternierenden und einander gegenüberstehenden Schneidzähnen (30) aufweist, wobei jeder Schneidezahn ein Paar geneigter Flanken (44C, 44D, 46C, 46D, 48C, 48D, 50C, 52C, 54C, 54D, 56C, 56D, 58C, 58D) hat, die von einer der Seiten wegragen und sich entlang einem Scheitel (44E, 46E, 48E, 50E, 52E, 54E, 56E, 58E) des sich zu einer Spitze erstreckenden Zahns (36) schneiden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidezähne eine Mehrzahl an Niedriggeschwindigkeitszähnen (32), die sich über eine festgelegte Strecke von einem Ende zum anderen Ende erstrecken, und eine Mehrzahl an Hochgeschwindigkeitszähnen (34) umfassen, die sich von den Niedriggeschwindigkeitszähnen zum anderen Ende erstrecken und im wesentlichen die gleiche Höhe haben, wobei jede Spitze der Hochgeschwindigkeitszähne eine erste Zahnspitzenfluchtlinie (38, 112) berührt und eine dritte geneigte Flanke (56F, 58F) aufweist, die unter einem Neigungswinkel relativ zu der ersten Zahnspitzenfluchtlinie liegt, wobei jede Spitze der Niedriggeschwindigkeitszähne eine dritte geneigte Flanke (44G, 46G, 48G, 50G, 52G, 54G) aufweist, die unter einem Winkel relativ zu der ersten Zahnspitzenfluchtlinie liegt, der geringer ist als jeder der Neigungswinkel.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende das Aufnahmeende und das andere Ende die Endspitze ist.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endspitze eine Längserweiterung mit einer Längskante umfasst, die allgemein mit der Schneidkante ausgerichtet und zahnfrei ist.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedriggeschwindigkeitszähne zwischen ungefähr 15% und 35% der Mehrzahl an Schneidezähnen ausmachen.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedriggeschwindigkeitszähne ungefähr 25% der Mehrzahl an Schneidezähnen ausmachen.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedriggeschwindigkeitszähne im wesentlichen die gleiche Höhe wie die Hochgeschwindigkeitszähne und Spitzen haben, die die erste Zahnspitzenfluchtlinie berühren.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedriggeschwindigkeitszähne in ihrer Höhe von den Hochgeschwindigkeitszähnen zu dem einen Ende abnehmen.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedriggeschwindigkeitszähne Spitzen haben, die im wesentliche eine zweite Zahnspitzenfluchtlinie (136) berühren, die die erste Zahnspitzenfluchtlinie an einer Stelle zwischen den Hochgeschwindigkeitszähnen und den Niedriggeschwindigkeitszähnen schneidet, und die Fluchtlinien im wesentlichen gerade Linien sind.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im wesentlichen flache rechte und linke Seite geringfügig von der Schneidkante zur Rückenkante zusammenlaufen, um die Reibung mit einem Werkstück zu verringern, das geschnitten wird.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 1, weiter eine Mehrzahl von Kerben (40) aufweisend, wobei jede der Kerben zwischen nebeneinanderliegenden Schneidezähnen gebildet ist und die Kerben ungefähr gleiche Größe haben.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben im wesentlichen eine Zahnfußfluchtlinie (42) berühren, die im wesentlichen parallel zu der ersten Zahnspitzenfluchtlinie ist.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zahnspitzenfluchtlinie und die Zahnfußfluchtlinie im wesentlichen gerade Linien sind.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zahnspitzenfluchtlinie im wesentlichen eine gerade Linie ist.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zahnspitzenfluchtlinie nach innen in bezug auf die Rückenkante gekrümmt ist.
Hin- und hergehendes Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zahnspitzenfluchtlinie nach außen in bezug auf die Rückenkante gekrümmt ist.